精品解析：河南省安阳市部分学校2024-2025学年高二上学期期末考试 化学试卷（B卷）

绝密★启用前 试卷类型：B 大联考 2024-2025学年（上）高二年级期末考试 化学 考生注意： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H1　C12　N14　O16　S32　Cl35.5　K39　Fe56 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 化学无处不在，下列关于生产、生活中的化学描述错误的是 A. 冰的密度比液态水的密度小与氢键有关 B. 焰火、霓虹灯光、激光等都和原子核外电子跃迁有关 C. 维生素C（）中含有3个手性碳原子（已知连有4个不同原子或者原子团的碳原子为手性碳原子） D. 火电厂处理锅炉水垢时用Na2CO3溶液浸泡，目的是将CaSO4转化为CaCO3 2. 我国在“人造太阳”（采用3He等离子体为燃料）领域取得卓越成就。下列有关说法错误的是 A. 可以用红外光谱法来分析分子中含有的化学键 B. 第四周期有8种元素的最外层电子排布是4s2 C. 激发态的3He的核外电子的轨道表示式可能是 D. He化学性质稳定，通常不易形成化学键 3. 25℃时，纯水中存在平衡：。下列叙述正确的是 A. 将水加热，pH减小，溶液酸性增强 B. 向水中加入CuCl2固体，平衡正向移动，Kw不变 C. 向水中通入少量NH3，平衡逆向移动，减小 D. 若25℃时水电离出的，溶液一定呈碱性 4. 科学探究与创新意识是化学研究工作者的必备素养。根据所学知识判断下列探究有意义的是 A. 探究高效催化剂实现CO2和C在常温下的自发反应 B. 探究联膦（化学式为P2H4）在液态时氢键的强弱 C. 探究多电子原子的s轨道电子形成π键 D. 探究工业合成氨反应的新型催化剂 5. 向容积为1L的密闭容器中加入适量催化剂、2molX和3molY，发生反应： ΔH，平衡时和反应10min时Y的转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 曲线Ⅱ为平衡时Y的转化率随温度的变化曲线 B. 该反应的ΔH ＞0 C. b点的正反应速率大于逆反应速率，延长反应时间，最终可以达到d点 D. 该反应中催化剂在约300℃时活性最佳 6. 下列各组分子的空间构型不同的是 A. CO2和BeCl2 B. SO3和BF3 C. SO2和H2O D. H2O2和C2H2 7. 下列图示或方程式错误的是 A. 的VSEPR模型： B. 用铜电极电解饱和食盐水： C. 向AgCl悬浊液中滴加KBr溶液产生黄色沉淀： D. 的酸式电离平衡： 8. 其他条件保持不变，下列数据随温度升高的变化趋势可能正确的是 A. ①②③ B. ①④ C. ②③ D. ①②③④ 9. 下列操作或装置不能达到相应实验目的的是 操作或装置 实验目的 A．外加电流法保护钢制管桩 B．制作简单燃料电池 操作或装置 实验目的 C．分离水和四氯化碳的混合液 D．探究CuSO4对H2O2分解的催化作用 A. A B. B C. C D. D 10. 下列说法错误的是 A. 元素周期表中ⅠA族和ⅦA族元素原子间能形成共价键或离子键 B. 过渡元素基态原子的价层电子排布式为（n-1）dxnsy的元素，其族序数一定为（x+y） C. 键角：H2O<NH3 D. 碱性：CH3NH2>NH2OH 11. 标准状况下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程如图所示。下列说法错误的是 A. 反应历程Ⅰ中正反应的活化能小于逆反应的活化能 B. 反应历程Ⅰ和Ⅱ的ΔH相同 C. 相同条件下，反应历程Ⅱ中反应物的平衡转化率高 D. 反应历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为 12. 根据下列实验操作和现象能得出正确结论的是 选项 实验操作 现象 结论 A 将2 mL0.1 mol·L-1KI溶液与2 mL0.2 mol·L-1FeCl3溶液混合，充分反应后再滴入几滴KSCN溶液 溶液呈红色 KI与FeCl3的反应存在一定限度 B 常温下，分别用pH试纸测定饱和Na2CO3溶液、饱和NaHCO3溶液的pH 饱和Na2CO3溶液的pH较大 水解能力： C 向Na[Al(OH)4]溶液中加入NaHCO3溶液 有白色沉淀生成 证明[Al(OH)4]-结合H+的能力强于 D 向滴有石蕊的NH4Cl溶液中加入CH3COONH4固体 溶液的红色变深 CH3COONH4溶液呈酸性 A. A B. B C. C D. D 13. 研究人员用Ni、Fe作电极电解浓KOH溶液制备K2FeO4，装置示意图如图所示。下列说法错误的是 A. Ni电极接电源的负极 B. Fe电极的电极反应式为 C. 交换膜m通过K+、交换膜n通过OH- D. 每生成1mol K2FeO4，阴极室溶液增重158g 14. 常温下向AgCl饱和溶液（有足量AgCl固体）中通入NH3，发生反应和，、与pH的关系如图所示{其中M代表、或}，忽略溶液中水解。 下列说法错误的是 A. 常温下， B. 曲线Ⅲ为随pH的变化曲线 C. 的空间构型为正四面体形 D. 的平衡常数 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. X、Y、Z、W、M、Q是原子序数依次增大的前四周期元素，X与其他元素均不位于同周期，Y的一种单质分子内σ键与π键的个数比是1：2；W的原子序数为基态Y原子价层电子数的3倍，Z和M同主族，且两者的单质室温下均为气体；基态Q3+的d轨道半充满。 回答下列问题： （1）基态Q原子的价层电子排布式为____________，其核外电子的空间运动状态有______种。 （2）基态Z原子中电子占据最高能级的电子云轮廓图为______形；基态M原子的价层电子轨道表示式为____________。 （3）同周期元素中第一电离能比Y元素大的有______（用元素符号表示）。 （4）Y、Z、W的简单氢化物的稳定性由强到弱的顺序是____________（用化学式表示）。 （5）Q3+比Q2+稳定，其可能原因是__________________（从原子结构角度解释）。 16. 氮族元素在自然界广泛存在，它可以形成多种化合物。回答下列问题： （1）氮元素是空气中含量最高的元素，基态N原子占有的能级数为______；基态N原子的电子排布式为______。 （2）氨硼烷（）是具有潜力的化学储氢材料之一。氨硼烷在某种催化剂作用下水解生成，其结构为，其中B原子的杂化类型为______。 （3）一种镍磷化合物催化氨硼烷水解释氢的可能机理如图所示。 ①观察中间体Ⅰ，推断H、B、N三种元素的电负性由大到小的顺序为______（用元素符号表示），理由为__________________。 ②用D2O代替H2O作反应物，有______生成（填“H2”“HD”或“D2”）。 ③NH3·BH3（氨硼烷）中H—N—H的键角______NH3中H—N—H的键角（填“>”“=”或“<”）。 17. 利用某矿渣（主要成分为Fe2O3，还含有少量的、等杂质）提取Fe2O3的一种工艺流程如图所示。 已知：。 回答下列问题： （1）Co在元素周期表中的位置是____________，基态Co2+的价层电子中，成对电子数：未成对电子数=______。 （2）滤渣1的成分为SiO2、____________（填化学式），“还原”过程中发生的主要离子方程式为__________________。 （3）“净化”过程溶液中各离子的沉淀率与pH的关系如图所示，实际操作中一般控制pH为4.5，其原因是__________________。 （4）“沉钴镍”时，若溶液中Co2+、Ni2+浓度均为0.01mol·L-1，逐渐加入Na2S，当Ni2+恰好完全沉淀时，溶液中Co2+的浓度为______mol·L-1（溶液中离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1时可认为完全沉淀，结果保留三位有效数字）。 （5）一种测定Fe2O3产品纯度的方法如下：称取5.0gFe2O3产品，溶于一定量的硫酸中，配成250mL溶液，从其中量取25.00mL溶液，加入过量的KI和适量淀粉，充分反应后，用标准溶液滴定至终点，发生反应：。平行滴定三次，平均消耗标准溶液的体积为20.00mL，则滴定终点的标志是__________________，Fe2O3产品的纯度为______。 18. 为防治造成的环境污染，科研人员做了大量研究。回答下列问题： （1）是汽车尾气的主要污染物之一。 ①汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下： 该反应的热化学方程式为__________________。 ②氨气催化还原是消除NO的一种方法：　，向某密闭容器中通入一定量的，下图表示反应的正反应速率随时间的变化情况。 t2时刻改变的条件是__________________；t3时刻改变的条件是__________________。 （2）在T℃、100kPa条件下，向反应器中充入2molNO和1molO2发生反应：，平衡时NO的转化率为50%，则反应的平衡常数=______kPa-1（为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。欲将NO的平衡转化率降低至30%，需要向反应器中充入______molAr作为稀释气（计算时不考虑其他反应，结果保留小数点后一位）。 （3）SO2是常见的大气污染物，也是H2SO3的酸酐，已知常温下有关弱酸的电离平衡常数如下表： 弱酸化学式 H2SO3 HF 电离平衡常数 ①向Na2SO3溶液中加入足量HF发生反应的离子方程式为__________________。 ②常温下，向H2SO3溶液中加入适量的NaOH，溶液中，此时溶液中+______（用含离子浓度的关系式表示）。 ③工业上用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，再将所得的Na2SO3溶液进行电解（装置如图所示），可实现NaOH的循环再生，同时得到H2SO4. a极的电极反应式为__________________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★启用前 试卷类型：B 大联考 2024-2025学年（上）高二年级期末考试 化学 考生注意： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H1　C12　N14　O16　S32　Cl35.5　K39　Fe56 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 化学无处不在，下列关于生产、生活中的化学描述错误的是 A. 冰的密度比液态水的密度小与氢键有关 B. 焰火、霓虹灯光、激光等都和原子核外电子跃迁有关 C. 维生素C（）中含有3个手性碳原子（已知连有4个不同原子或者原子团的碳原子为手性碳原子） D. 火电厂处理锅炉水垢时用Na2CO3溶液浸泡，目的是将CaSO4转化为CaCO3 【答案】C 【解析】 【详解】A．冰中氢键使水分子排列形成疏松的空间网状结构，空隙较大导致冰的密度小于液态水，该性质与氢键有关，A正确； B．原子核外电子从高能级向低能级跃迁时会释放能量，以光的形式释放，焰火、霓虹灯光、激光的产生都和核外电子跃迁有关，B正确； C．手性碳原子是连有4个不同原子或原子团的杂化碳原子，维生素C中仅含有2个手性碳原子，并非3个，C错误； D．的溶解度小于，用溶液浸泡可将难溶于酸的转化为可溶于酸的，便于后续除去水垢，D正确； 故本题选C。 2. 我国在“人造太阳”（采用3He等离子体为燃料）领域取得卓越成就。下列有关说法错误的是 A. 可以用红外光谱法来分析分子中含有的化学键 B. 第四周期有8种元素的最外层电子排布是4s2 C. 激发态的3He的核外电子的轨道表示式可能是 D. He化学性质稳定，通常不易形成化学键 【答案】B 【解析】 【详解】A．红外光谱法可通过特征吸收峰测定分子中含有的化学键、官能团类型，A正确； B．第四周期中最外层电子排布为的元素有、、、、、、、、，共9种，并非8种，B错误，B错误； C．基态的核外电子排布为，激发态时1个1s轨道电子跃迁到2s轨道，可形成的排布，该轨道表示式符合电子排布规则，C正确； D．的最外层为K层，已填充2个电子达到稳定结构，化学性质稳定，通常不易形成化学键，D正确； 故答案选B。 3. 25℃时，纯水中存在平衡：。下列叙述正确的是 A. 将水加热，pH减小，溶液酸性增强 B. 向水中加入CuCl2固体，平衡正向移动，Kw不变 C. 向水中通入少量NH3，平衡逆向移动，减小 D. 若25℃时水电离出的，溶液一定呈碱性 【答案】B 【解析】 【详解】A．加热促进水的电离，增大，减小，但纯水中始终满足，溶液仍呈中性，A错误； B．向水中加入固体，水解结合，促进水的电离，平衡正向移动，温度不变则不变，B正确； C．向水中通入少量，与水反应生成，其电离产生使增大，水的电离平衡逆向移动，C错误； D．25℃时水电离出的，小于纯水电离的，说明水的电离被抑制，溶液可能为酸性（加酸）也可能为碱性（加碱），D错误； 故选B。 4. 科学探究与创新意识是化学研究工作者的必备素养。根据所学知识判断下列探究有意义的是 A. 探究高效催化剂实现CO2和C在常温下的自发反应 B. 探究联膦（化学式为P2H4）在液态时氢键的强弱 C. 探究多电子原子的s轨道电子形成π键 D. 探究工业合成氨反应的新型催化剂 【答案】D 【解析】 【详解】A．催化剂只能改变反应速率，不改变反应的自发性，反应的，常温下，无法自发进行，该探究无意义，A错误； B．形成氢键需要分子中存在与、、这类电负性大、半径小的原子相连的氢原子，的电负性较小、半径较大，分子间无法形成氢键，该探究无意义，B错误； C．轨道为球形对称结构，只能以头碰头方式重叠形成键，无法通过肩并肩重叠形成键，该探究无意义，C错误； D．探究工业合成氨的新型催化剂，可降低反应活化能，提高合成氨的生产效率，该探究有意义，D正确； 故答案选D。 5. 向容积为1L的密闭容器中加入适量催化剂、2molX和3molY，发生反应： ΔH，平衡时和反应10min时Y的转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 曲线Ⅱ为平衡时Y的转化率随温度的变化曲线 B. 该反应的ΔH ＞0 C. b点的正反应速率大于逆反应速率，延长反应时间，最终可以达到d点 D. 该反应中催化剂在约300℃时活性最佳 【答案】A 【解析】 【详解】A．相同温度下，反应未达平衡时Y的转化率低于平衡转化率，因此曲线Ⅰ为平衡时Y的转化率变化曲线，曲线Ⅱ为反应10min时的转化率变化曲线，A错误； B．曲线Ⅰ（平衡转化率）随温度升高而增大，说明升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，，B正确； C．b点对应温度下，10min时Y的转化率低于该温度下的平衡转化率，说明反应未达平衡，正反应速率大于逆反应速率，延长反应时间可达到平衡状态（对应d点），C正确； D．曲线Ⅱ为反应10min的转化率曲线，300℃时转化率最高，说明该温度下反应速率最快，催化剂活性最佳，D正确； 故选A。 6. 下列各组分子的空间构型不同的是 A. CO2和BeCl2 B. SO3和BF3 C. SO2和H2O D. H2O2和C2H2 【答案】D 【解析】 【详解】A．CO2为直线型分子，BeCl2中Be的价层电子对数为，也为直线型分子，空间构型相同，A不符题意； B．SO3中S的价层电子对数为，BF3中B的价层电子对数为，均为平面三角形分子，空间构型相同，B不符题意； C．H2O为折线型分子，SO2中S的价层电子对数为，具有一对孤电子对，也为折线型分子，空间构型相同，C不符题意； D．H2O2为扭曲的非平面分子，C2H2为直线型分子，空间构型不同，D符合题意； 故选D。 7. 下列图示或方程式错误的是 A. 的VSEPR模型： B. 用铜电极电解饱和食盐水： C. 向AgCl悬浊液中滴加KBr溶液产生黄色沉淀： D. 的酸式电离平衡： 【答案】B 【解析】 【详解】A．中心原子价层电子对数为，含1对孤电子对，VSEPR模型为四面体形，与图示一致，A正确； B．铜是活性电极，作阳极时Cu优先于失电子被氧化，阳极反应为，不会生成​，B错误； C．AgCl悬浊液中存在溶解平衡，因为AgBr溶度积远小于AgCl，滴加KBr时，会结合AgCl溶解出的生成黄色AgBr沉淀，实现沉淀转化，该可逆方程式为AgCl(s)+Br−(aq)⇌AgBr(s)+Cl−(aq)，符合反应事实，C正确； D．为两性氢氧化物，酸式电离生成和，电离方程式为Al(OH)3+H2O⇌H++[Al(OH)4]−，D正确； 故选B。 8. 其他条件保持不变，下列数据随温度升高的变化趋势可能正确的是 A. ①②③ B. ①④ C. ②③ D. ①②③④ 【答案】D 【解析】 【详解】①温度升高，分子平均能量升高，活化分子百分数一定随温度升高而增大，正确； ②若可逆反应正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，反应物平衡转化率随温度升高而增大，该趋势可能存在，正确； ③若可逆反应正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，化学平衡常数随温度升高而减小，该趋势可能存在，正确； ④弱电解质电离为吸热过程，升高温度电离平衡正向移动，电离常数一定随温度升高而增大，正确； 综上所述①②③④的趋势都可能正确，答案选D。 9. 下列操作或装置不能达到相应实验目的的是 操作或装置 实验目的 A．外加电流法保护钢制管桩 B．制作简单燃料电池 操作或装置 实验目的 C．分离水和四氯化碳的混合液 D．探究CuSO4对H2O2分解的催化作用 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．外加电流的阴极保护法需将被保护的钢制管桩连接电源负极作阴极，该装置连接符合要求，能达到实验目的，A正确； B．先闭合电解溶液，两极分别生成和吸附在石墨电极上，断开闭合即可形成氢氧燃料电池，能达到实验目的，B正确； C．水和四氯化碳互不相溶、分层，应使用分液漏斗通过分液操作分离，图示为过滤装置，仅用于分离固液混合物，不能达到实验目的，C错误； D．两组实验中的初始浓度、体积均相同，唯一变量为是否加入，可通过观察气泡生成速率探究的催化作用，能达到实验目的，D正确； 故选C。 10. 下列说法错误的是 A. 元素周期表中ⅠA族和ⅦA族元素原子间能形成共价键或离子键 B. 过渡元素基态原子的价层电子排布式为（n-1）dxnsy的元素，其族序数一定为（x+y） C. 键角：H2O<NH3 D. 碱性：CH3NH2>NH2OH 【答案】B 【解析】 【详解】A．ⅠA族包含氢元素和碱金属元素，氢元素与ⅦA族元素能形成共价键，碱金属元素与ⅦA族元素能形成离子键，即二者原子间可形成共价键或离子键，A正确； B．价层电子排布为的过渡元素中，ⅠB、ⅡB族的轨道为全满结构，族序数等于最外层轨道电子数，而不等于，则过渡元素基态原子的价层电子排布式为的元素，其族序数不一定为x+y，B错误； C．中心原子有2对孤对电子，中心原子有1对孤对电子，孤对电子对成键电子对的斥力随孤对电子数增多而增大，因此键角：，C正确； D．甲基是给电子基团，可提高中原子的电子云密度，羟基是吸电子基团，会降低中原子的电子云密度，原子的电子云密度越高，结合质子能力越强，碱性越强，因此碱性：，D正确； 故选B。 11. 标准状况下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程如图所示。下列说法错误的是 A. 反应历程Ⅰ中正反应的活化能小于逆反应的活化能 B. 反应历程Ⅰ和Ⅱ的ΔH相同 C. 相同条件下，反应历程Ⅱ中反应物的平衡转化率高 D. 反应历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为 【答案】C 【解析】 【详解】A．反应历程Ⅰ为放热反应，正反应活化能为，逆反应活化能为，，A正确； B．反应历程Ⅱ中是催化剂，催化剂不改变反应的焓变，故历程Ⅰ和Ⅱ的相同，B正确； C．催化剂不改变平衡状态，相同条件下反应历程Ⅰ和Ⅱ中反应物的平衡转化率相等，C错误； D．反应历程Ⅱ中第二步反应的活化能更低，反应速率更快，该反应的生成物总能量反应物总能量，热化学方程式书写正确，D正确； 故本题选C。 12. 根据下列实验操作和现象能得出正确结论的是 选项 实验操作 现象 结论 A 将2 mL0.1 mol·L-1KI溶液与2 mL0.2 mol·L-1FeCl3溶液混合，充分反应后再滴入几滴KSCN溶液 溶液呈红色 KI与FeCl3的反应存在一定限度 B 常温下，分别用pH试纸测定饱和Na2CO3溶液、饱和NaHCO3溶液的pH 饱和Na2CO3溶液的pH较大 水解能力： C 向Na[Al(OH)4]溶液中加入NaHCO3溶液 有白色沉淀生成 证明[Al(OH)4]-结合H+的能力强于 D 向滴有石蕊的NH4Cl溶液中加入CH3COONH4固体 溶液的红色变深 CH3COONH4溶液呈酸性 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．溶液过量，反应后仍有剩余的，滴加溶液必然变红，无法证明反应存在限度，A错误； B．饱和溶液与饱和溶液的浓度不相等（溶解度更大），变量不唯一，无法比较水解能力，B错误； C．反应为，电离出的被结合，说明结合的能力强于，C正确； D． 溶液中存在​的水解平衡：，加入​固体后，溶液中​浓度显著升高，水解平衡正向移动，浓度增大，溶液红色变深；但溶液呈中性（与电离常数相近），结论不符合事实，D错误； 故答案选C。 13. 研究人员用Ni、Fe作电极电解浓KOH溶液制备K2FeO4，装置示意图如图所示。下列说法错误的是 A. Ni电极接电源的负极 B. Fe电极的电极反应式为 C. 交换膜m通过K+、交换膜n通过OH- D. 每生成1mol K2FeO4，阴极室溶液增重158g 【答案】D 【解析】 【分析】由图可知，Ni电极上得电子生成，发生还原反应，为阴极，接电源负极；Fe电极上Fe失电子生成，发生还原反应，为阳极，节电源的正极，据此分析。 【详解】A．由分析知，Ni电极为阴极，接电源负极，A正确； B．Fe电极为阳极，Fe失电子在碱性条件下生成，电极反应式为，B正确； C．阴极生成，需要阳离子通过交换膜m进入阴极室平衡电荷；阳极消耗，需要通过交换膜n进入阳极室参与反应，C正确； D．每生成1 mol ，转移6 mol电子，阴极生成3 mol （质量为6g），同时有6 mol 进入阴极室（质量为），阴极室增重为，不是158g，D错误。 故选D。 14. 常温下向AgCl饱和溶液（有足量AgCl固体）中通入NH3，发生反应和，、与pH的关系如图所示{其中M代表、或}，忽略溶液中水解。 下列说法错误的是 A. 常温下， B. 曲线Ⅲ为随pH的变化曲线 C. 的空间构型为正四面体形 D. 的平衡常数 【答案】D 【解析】 【详解】A．对于的电离，，变形得，代入a点，解得，即，A正确； B．pH较小时，浓度低，浓度最大；pH较高时，浓度高，浓度最大；中间产物浓度在中等pH时最大，对应曲线Ⅲ，B正确； C．中心为杂化，无孤电子对，四个键完全等价，空间构型为正四面体形，C正确； D．反应的平衡常数，取时数据，，但此时，故，D错误； 故选D。 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. X、Y、Z、W、M、Q是原子序数依次增大的前四周期元素，X与其他元素均不位于同周期，Y的一种单质分子内σ键与π键的个数比是1：2；W的原子序数为基态Y原子价层电子数的3倍，Z和M同主族，且两者的单质室温下均为气体；基态Q3+的d轨道半充满。 回答下列问题： （1）基态Q原子的价层电子排布式为____________，其核外电子的空间运动状态有______种。 （2）基态Z原子中电子占据最高能级的电子云轮廓图为______形；基态M原子的价层电子轨道表示式为____________。 （3）同周期元素中第一电离能比Y元素大的有______（用元素符号表示）。 （4）Y、Z、W的简单氢化物的稳定性由强到弱的顺序是____________（用化学式表示）。 （5）Q3+比Q2+稳定，其可能原因是__________________（从原子结构角度解释）。 【答案】（1） ①. ②. 15 （2） ①. 哑铃 ②. （3） F、Ne （4） （5） 的3d轨道电子排布为，处于半充满的稳定结构，而的3d轨道电子排布为 【解析】 【分析】X与其他元素均不位于同周期，且原子序数最小，故X为H（氢）元素。 Y的一种单质分子内σ键与π键的个数比是1:2，常见的双原子分子中符合此条件（含1个σ键和2个π键），故Y为N（氮）元素。 W的原子序数为基态Y(N)原子价层电子数（，共5个）的3倍，即15，故W为P（磷）元素。 Z和M同主族，且两者的单质室温下均为气体，结合原子序数Y(7) < Z < W(15) < M，可知Z为F（氟）元素，M为Cl（氯）元素。 基态的d轨道半充满，即排布为，则Q原子的核外电子数为，为Fe（铁）元素。 【小问1详解】 Q(Fe)为26号元素，其核外电子排布式为，基态原子的价层电子排布式为； 因其核外电子排布式为，电子占据的轨道数即为空间运动状态数，共计种。 【小问2详解】 Z(F)原子中电子占据的最高能级为2p能级，p能级的电子云轮廓图为哑铃形； M(Cl)的价层电子排布为，根据洪特规则和泡利不相容原理，其轨道表示式为。 【小问3详解】 Y(N)位于第二周期。同周期元素中，第一电离能一般随原子序数增大而呈增大趋势，但N元素的2p轨道处于半充满的稳定状态，其第一电离能大于相邻的O元素，因此第二周期中第一电离能比N大的元素只有F和Ne。 【小问4详解】 Y、Z、W的简单氢化物分别为、、。元素的非金属性越强，其对应的简单氢化物越稳定。非金属性强弱顺序为F > N > P，故氢化物稳定性顺序为。 【小问5详解】 的价层电子排布为，其3d轨道处于半充满的较稳定状态，而的价层电子排布为，未达到半充满稳定结构，故比更稳定。 16. 氮族元素在自然界广泛存在，它可以形成多种化合物。回答下列问题： （1）氮元素是空气中含量最高的元素，基态N原子占有的能级数为______；基态N原子的电子排布式为______。 （2）氨硼烷（）是具有潜力的化学储氢材料之一。氨硼烷在某种催化剂作用下水解生成，其结构为，其中B原子的杂化类型为______。 （3）一种镍磷化合物催化氨硼烷水解释氢的可能机理如图所示。 ①观察中间体Ⅰ，推断H、B、N三种元素的电负性由大到小的顺序为______（用元素符号表示），理由为__________________。 ②用D2O代替H2O作反应物，有______生成（填“H2”“HD”或“D2”）。 ③NH3·BH3（氨硼烷）中H—N—H的键角______NH3中H—N—H的键角（填“>”“=”或“<”）。 【答案】（1） ①. 3 ②. （2） （3） ①. ②. 中间体Ⅰ中，键中的原子易被带部分负电荷的原子吸附，说明显正电性，电负性；键中的原子易被带部分正电荷的原子吸附，说明显负电性，电负性 ③. ④. > 【解析】 【小问1详解】 基态原子的原子序数为7，核外电子数为7，其电子排布式为，电子占据了、、共3个能级。 【小问2详解】 观察的结构可知，每个原子与3个原子形成3个单键（键），且原子最外层有3个电子，全部参与成键，无孤电子对。因此原子的价层电子对数为3，杂化类型为。 【小问3详解】 ①在中间体Ⅰ中，键中的原子易被带部分负电荷的原子吸附，说明显正电性，即吸引电子的能力强于，电负性；键中的H原子易被带部分正电荷的原子吸附，说明显负电性，即吸引电子的能力强于，电负性。因此三种元素的电负性由大到小的顺序为。 ②由反应机理图可知，从中间体Ⅱ到中间体Ⅲ的过程中，释放出的氢气分子是由键上的一个原子与新加入的水分子中的一个原子结合而成的。若用代替作反应物，则键上的原子与中的原子结合，生成分子。 ③在分子中，原子上有一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力较大，使得键角被压缩；而在中，原子的孤电子对与原子的空轨道形成配位键，孤电子对转化为成键电子对，排斥力减小，因此键角变大。 17. 利用某矿渣（主要成分为Fe2O3，还含有少量的、等杂质）提取Fe2O3的一种工艺流程如图所示。 已知：。 回答下列问题： （1）Co在元素周期表中的位置是____________，基态Co2+的价层电子中，成对电子数：未成对电子数=______。 （2）滤渣1的成分为SiO2、____________（填化学式），“还原”过程中发生的主要离子方程式为__________________。 （3）“净化”过程溶液中各离子的沉淀率与pH的关系如图所示，实际操作中一般控制pH为4.5，其原因是__________________。 （4）“沉钴镍”时，若溶液中Co2+、Ni2+浓度均为0.01mol·L-1，逐渐加入Na2S，当Ni2+恰好完全沉淀时，溶液中Co2+的浓度为______mol·L-1（溶液中离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1时可认为完全沉淀，结果保留三位有效数字）。 （5）一种测定Fe2O3产品纯度的方法如下：称取5.0gFe2O3产品，溶于一定量的硫酸中，配成250mL溶液，从其中量取25.00mL溶液，加入过量的KI和适量淀粉，充分反应后，用标准溶液滴定至终点，发生反应：。平行滴定三次，平均消耗标准溶液的体积为20.00mL，则滴定终点的标志是__________________，Fe2O3产品的纯度为______。 【答案】（1） ①. 第四周期第Ⅷ族 ②. （2） ①. ②. （3） 使 、 沉淀完全，同时减少 、、 的沉淀损失 （4） （5） ①. 滴入最后半滴标准溶液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复原色 ②. 【解析】 【分析】矿渣的成分为​，少量，稀硫酸酸浸后，本身不与稀硫酸反应，同时生成的是难溶于水和酸的沉淀，因此滤渣1为和；滤液1中含有的金属阳离子为。通入的核心作用是做还原剂：将滤液1中的还原为，避免后续调节pH沉淀杂质铁元素也同步沉淀损失，其他阳离子不与​反应，保留在溶液中。加入调节溶液pH，结合题目给的沉淀率图像，当pH控制在4.5左右时，和的沉淀率接近100%，几乎完全转化为氢氧化物沉淀，进入滤渣2被除去；而的沉淀率极低，大部分保留在滤液2中，实现了铁元素与Al、Cr杂质的分离。利用沉淀溶解平衡除去剩余的Co、Ni杂质： 已知、，二者的溶度积都远小于FeS的溶度积，加入后会优先转化为CoS、NiS沉淀，而不会在此步骤沉淀，留在滤液3中，完成Co、Ni杂质的脱除。和过量发生反应，生成沉淀，实现铁元素的富集分离，滤液4为含、、等的盐溶液。在空气中高温煅烧，被氧气氧化分解，最终得到目标产物。 【小问1详解】 Co是27号元素，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，基态Co原子的价层电子排布为3d74s2，失去2个电子形成Co2+后，价层电子排布为3d7，3d轨道共5个，其中3个轨道填充单电子，剩余2个轨道填充成对电子，共4个成对电子，因此成对电子数：未成对电子数＝4:3。 【小问2详解】 矿渣中的PbCO3与稀硫酸反应生成难溶的PbSO4，SiO2不与稀硫酸反应，因此滤渣1的成分是SiO2和PbSO4；还原过程中，SO2作为还原剂将酸浸生成的Fe3+还原为Fe2+，自身被氧化为，配平后离子方程式为：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+ 。 【小问3详解】 从图像可知：pH=4.5时，、 的沉淀率已经很高，能基本完全除去这两种杂质离子；同时该pH下 、、的沉淀率很低，不会造成目标金属离子的大量损失，因此原因为使 、 沉淀完全，同时减少 、、 的沉淀损失。 【小问4详解】 当Ni2+恰好完全沉淀时， c(Ni2+) = 1.010-5 mol/ L ，根据Ksp(NiS)= 可得此时溶液中 ，再代入Ksp(CoS)的表达式，可得 。 【小问5详解】 滴定前溶液中存在淀粉和I2，溶液呈蓝色，随着标准液的滴入，I2不断被消耗，因此滴定终点标志为：滴入最后半滴标准溶液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复原色。 根据反应关系：~ 2Fe3+~ I2~2，25.00 mL待测液中，250 mL溶液中 ，，因此产品纯度为 。 18. 为防治造成的环境污染，科研人员做了大量研究。回答下列问题： （1）是汽车尾气的主要污染物之一。 ①汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下： 该反应的热化学方程式为__________________。 ②氨气催化还原是消除NO的一种方法：　，向某密闭容器中通入一定量的，下图表示反应的正反应速率随时间的变化情况。 t2时刻改变的条件是__________________；t3时刻改变的条件是__________________。 （2）在T℃、100kPa条件下，向反应器中充入2molNO和1molO2发生反应：，平衡时NO的转化率为50%，则反应的平衡常数=______kPa-1（为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。欲将NO的平衡转化率降低至30%，需要向反应器中充入______molAr作为稀释气（计算时不考虑其他反应，结果保留小数点后一位）。 （3）SO2是常见的大气污染物，也是H2SO3的酸酐，已知常温下有关弱酸的电离平衡常数如下表： 弱酸化学式 H2SO3 HF 电离平衡常数 ①向Na2SO3溶液中加入足量HF发生反应的离子方程式为__________________。 ②常温下，向H2SO3溶液中加入适量的NaOH，溶液中，此时溶液中+______（用含离子浓度的关系式表示）。 ③工业上用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，再将所得的Na2SO3溶液进行电解（装置如图所示），可实现NaOH的循环再生，同时得到H2SO4. a极的电极反应式为__________________。 【答案】（1） ①. N2(g)+O2(g)=2NO(g) ②. 降低温度 ③. 加入催化剂 （2） ①. 0.05 ②. 16.4 （3） ①. ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 ①反应的焓变=反应物总键能-生成物总键能：断裂1mol 吸热945kJ、断裂1mol吸热498kJ，生成2mol NO放热，因此，因此该反应的热化学方程式为：N2(g)+O2(g)=2NO(g) 。 ②该反应为放热反应：时刻正反应速率瞬间减小，之后逐渐降低到新平衡，符合降低温度的变化，降温瞬间所有物质浓度不变，正速率骤降，平衡正向移动，随反应物消耗正速率进一步减小；​时刻正反应速率骤升后保持不变，平衡不移动，符合加入催化剂只改变化学反应速率、不影响平衡状态的特征，因此t2时刻改变的条件是降低温度，t3时刻改变的条件是加入催化剂。 【小问2详解】 初始充入2mol NO、1mol ​，NO转化率50%时，转化的NO为1mol，列三段式得平衡时：，，，总物质的量为2.5 mol。总压100kPa，各物质分压分别为、、，代入​，计算得kPa-1。 当NO转化率为30%时，转化的NO为0.6mol，平衡时，，，设充入Ar的物质的量为mol，总物质的量为mol，总压仍为100kPa，各物质分压：，，，代入表达式，，解得。 【小问3详解】 ①根据电离常数判断酸性强弱：​，因此足量HF和反应只能生成，不能生成，离子方程式为。 ②根据电荷守恒：，已知，即，代入整理得，此时c(H+)=3c()+。 ③装置目标是再生NaOH同时得到：a极区通入稀NaOH生成浓NaOH，说明a极为阴极，水电离出的得电子生成，同时产生，电极反应为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $